vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8331-2019-55-2-233-239vestich-395Research ArticleТЕХНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯTECHNICAL CHEMISTRY AND CHEMICAL ENGINEERINGОптимизация процесса жидкофазного окисления α-пинена кислородом воздуха в присутствии стеарата кобальта (II)Optimization of liquid-phase α-pinene oxidation with oxygen in presence of cobalt (II) stearateСосновскаяА. А.SosnovskayaA. A.

Сосновская Александра Андреевна – аспирант, мл. науч. сотрудник

ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск

Aleksandra A. Sosnovskaya – Postgraduate student, Junior researher

13a, Sverdlov Str., 220006, Minsk

8shurka8@mail.ruФлейшерВ. Л.FleisherV. L.

Флейшер Вячеслав Леонидович – канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой

ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск

Vyacheslav L. Fleisher – Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Head of the Department

13a, Sverdlov Str., 220006, Minsk

v_fleisher@list.ruБоркинаЯ. В.BorkinaY. V.

Боркина Яна Валерьевна - магистрант кафедры химической переработки древесины

ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск

Yana V. Borkina – Master student, Department of Chemical Processing of Wood

13a, Sverdlov Str., 220006, Minsk

yanaborkina@mail.ruБелорусский государственный технологический университетBelarusian State Technological University201929062019552233239Copyright © Сосновская А.А., Флейшер В.Л., Боркина Я.В., 20192019Сосновская А.А., Флейшер В.Л., Боркина Я.В.Sosnovskaya A.A., Fleisher V.L., Borkina Y.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/395

Оптимизацию процесса жидкофазного окисления α-пинена проводили с использованием плана Бокса. Установлено, что повышение температуры процесса окисления в интервале 55–85 °C приводит к увеличению количества полимеров от 45 до 55 %, а снижение расхода воздуха с 1000 до 600 мл/мин к уменьшению терпеновых кислородсодержащих соединений (вербенол, вербенон, эпоксид α-пинена) на 10 %. Увеличение продолжительности окисления от 5 до 15 ч ведет к уменьшению содержания α-пинена от 70 до 48 %, что говорит о его высокой конверсии. Осуществлена обработка результатов плана эксперимента, рассчитаны и подтверждены на практике найденные оптимальные условия процесса, которые обеспечивают максимальный выход терпеновых кислородсодержащих соединений и высокую конверсию α-пинена при минимальном содержании полимеров в продуктах окисления. Установлено, что при температуре 70–75 °С, расходе воздуха 1000 мл/мин и продолжительности окисления 5 ч количественное содержание основных продуктов составило: терпеновые кислородсодержащие соединения – 27,04 %, мономеры – 69,70 %, полимеры – 30,30 %.

Optimization of the liquid-phase oxidation of α-pinene was carried out using the Box plan. It was found that an increase in the temperature of the oxidation process in the interval 55–85 °C leads to an increase in the amount of polymers from 45 to 55 %, and a decrease in the air flow rate from 1000 to 600 ml/min – to a 10 % decrease in terpenic oxygencontaining compounds (verbenol, verbenon, epoxy α-pinene). Increasing the duration of oxidation from 5 to 15 h leads to a reduction in the content of α-pinene from 70 to 48 %, which indicates its high conversion. The results of the experimental plan have been processed, the optimum process conditions found, which ensure the maximum yield terpenic oxygencontaining compounds and a high conversion α-pinene with the minimum content of polymers in the oxidation products, have been calculated and confirmed in practice. It was established that at a temperature of 70–75 °C, an air flow rate of 1000 ml/min and an oxidation time of 5 h, the quantitative content of the main products was: terpenic oxygen-containing compounds – 27.04 %, monomers – 69.70 %, polymers – 30.30 %.

жидкофазное окислениесосновое маслоα-пиненживичный скипидарвербоксидстеарат кобальта (II)вербенонвербенолэпоксид α-пиненафлотореагентliquid phase oxidationpine oilα-pineneturpentineverboxidecobalt (II) stearateverbenoneverbenolα-pinene epoxideflotation agentReferencesРадбиль, А. Б. Направление квалифицированного использования скипидара / А. Б. Радбиль // Химия растительного сырья. – 2005. – № 1. – С. 5–11.Radbil, A. B. The direction of the qualifed use of turpentine. Khimija Rastitel’nogo Syr’ ja [Chemistry of plant raw materials], 2005, no. 1, pp. 5–11 (in Russian).Кислицин, А. Н. О химизме жидкофазного окисления α-пинена кислородом воздуха / А. Н. Кислицин, А. Н. Клабукова, А. Н. Трофимов // Химия растительного сырья. – 2004. – № 3. – С. 109–116.Kislitsin A. N., Klabukova A. N., Trofmov A. N. On the chemistry of liquid-phase oxidation of α-pinene by air oxygen. Khimija Rastitel’nogo Syr’ ja [Chemistry of plant raw materials], 2004, no. 3, pp. 109–116 (in Russian)..Журавлев, И. П. Канифоль и скипидар и продукты их переработки / И. П. Журавлев. – М.: Лесная пром-сть, 1988. – 71 с.Zhuravlev I. P. Rosin and turpentine and products of their processing. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1988. 71 p. (in Russian).Атаманчук, Г. Д. Живица и применение продуктов ее переработки / Г. Д. Атаманчук. – М.: Лесная пром-сть, 1968. – 30 с.Atamanchuk G. D. Turpentine and the application of products of its processing. Moscow, Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1968. 30 p. (in Russian).Племенков, В. В. Введение в химию природных соединений / В. В. Племенков. – Барнаул: Изд-во Алтайского ун-та, 2007. – 322 с.Plemenkov V. V. Introduction to the chemistry of natural compounds. Barnaul, Altai university Publ., 2007. 322 p. (in Russian).Becerra, J. A. Thermodynamic analysis of α-pinene and limonene allylic oxidation over a FePcCl16–NH2–SiO2 catalyst / J. A. Becerra, A. L. Villa // Chem. Eng. Technol. – 2018. – Vol. 41, No 1. – P. 124–133. https://doi.org/10.1002/ceat.201700118Becerra J. A., Villa A. L. Thermodynamic analysis of α-pinene and limonene allylic oxidation over a FePcCl16–NH2–SiO 2 catalyst. Chemical Engineering & Technology, 2018, vol. 41, no. 1, pp. 124–133. https://doi.org/10.1002/ceat.201700118Способ получения терпингидрата: пат. 2154049, Российская Федерация, МПК С 07 С 35/08 / А. Б. Радбиль, Б. А. Золин, Б. А. Радбиль, М. В. Куликов, В. Р. Карташов. – Опубл. 10.08.2000.Radbil A. B., Zolin B. A., Radbil B. A., Kulikov M. V., Kartashov V. R. Method for obtaining terpinhydrate. Patent no. 2154049 Russian Federation. Publ. date 10.08.2000 (in Russian).Новые материалы глубокой переработки скипидара / А. Б. Радбиль, И. С. Ильичев, А. А. Шалашова, Л. Л. Семенычева // Вестн. Нижегород. ун-та им. Н. И. Лобачевского. – 2014. – № 2(1).– С. 91–95.Radbil A. B., Il’ichev I. S., Shalashova A. A., Semenycheva L. L. New materials for deep processing of turpentine. Vestnik Nizhegorodskogo un-ta im. N. I. Lobachevskogo = Vestnik of Lobachevsky University of Nizhni Novgorod, 2014, no. 2 (1), pp. 91–95 (in Russian).Способ получения политерпенов: пат. 2258726, Российская Федерация, МПК С 09 F 1/04, 1/02, С 08 F 2/00, 10/14 / Т. В. Рязанова, Г. В. Тихомирова, С. В. Соболева, Т. В. Климанская, А. Б. Радбиль, С. И. Почекутов, Б. А. Золин, А. В. Власов, И. С. Почекутов, С. М. Репях. – Опубл. 20.08.2005.Ryazanova T. V., Tikhomirova G. V., Soboleva S. V., Klimanskaya T. V., Radbil A. B., Pochekutov S. I., Zolin B. A., Vlasov A. V., Pochekutov I. S., Repyakh S. M. Method for the preparation of polyterpenes. Patent 2258726. Publ. date 20.08.2005 (in Russian).Получение соснового флотационного масла методом гидратации α-пинена / А. А. Квеско, С. И. Шпак, В. Л. Флейшер, Т. В. Чернышева // Труды БГТУ. – 2016. – №4. – С. 144–148.Kvesko A. A., Shpak S. I., Fleysher V. L., Chernysheva T. V. Production of pine flotation oil by hydration of α-pinene. Trudy BGTU = Proceedings of BSTU, 2016, no. 4, pp. 144–148 (in Russian).Квеско, А. А. Жидкофазное окисление α-пинена кислородом воздуха в присутствии стеарата Co (II) и ацетиацетоната Ni (II) / А. А. Квеско // «Технология – 2017»: материалы XX Междунар. научно-технич. конф., Северодонецк, 21–22 апреля 2017г. / Восточноукраинский нац. ун-т им. В. Даля. – Северодонецк, 2017. – C. 25–28.Kvesko A. A. Liquid-phase oxidation of α-pinene by air oxygen in the presence of Co (II) stearate and Ni (II) acetylacetonate. «Tekhnologiya – 2017»: materialy XX Mezhdunar. nauchno-tekhnich. konf., Severodonetsk, 21–22 aprelya 2017g. [«Technology – 2017»: Materials of the XX International. scientifc and technical. Conf., Severodonetsk, April 21–22, 2017]. Severodonetsk, 2017, pp. 25–28 (in Russian).Квеско, А. А. Перспективные направления переработки живичного скипидара в Республике Беларусь / А. А. Квеско, В. Л. Флейшер // 81-я науч.-практ. конф. проф.-преподават. состава, науч. сотруд. и аспир. (с международ. участием), тез. докл., Минск, 1–12 февраля 2017 г. / БГТУ. – Минск, 2017. – С. 13.. Kvesko A. A., Fleysher V. L. Perspective directions of processing of the live turpentine in the Republic of Belarus. 81-ya nauch.-prakt. konf. profes.-prepodavat. sostava, nauch. sotrud. i aspir. (s mezhdunarod. uchasti-yem), tezisy dokladov, Minsk, 1–12 fevralya 2017 g. [81st scientifc-practical. Conf. acad. teach. staff, res. and ЗрюВ students (with international participation), abstracts, Minsk, February 1–12, 2017]. Minsk, 2017, pp. 13 (in Russian).Григорьев, А. А. Производство флотореагентов // А. А. Григорьев / Катализ и нефтехимия. – 2001. – № 9–10. – С. 53–59.Grigor’ev A. A. Production of Flotation Agents. Kataliz i neftekhimiya = Catalysis and petrochemistry, 2001, no. 9–10, pp. 53–59 (in Russian).Квеско, А. А. Процесс жидкофазного окисления α-пинена кислородом воздуха с использованием различных каталитических систем / А. А. Квеско // 68-я науч.-практ. конф. студ. магистр. и аспир., Минск, 17–22 апреля 2017 г. / БГТУ – Минск, 2017. – С. 15–18.Kvesko A. A. Process of liquid-phase oxidation of α-pinene by air oxygen using various catalytic systems. 68-ya nauch.- prakt. konf. stud. magistr. i aspir., Minsk, 17–22 aprelya 2017 g. [68th Scientifc-Practical. Conf. stud. master. and ЗрюВ students., Minsk, April 17–22, 2017]. Minsk, 2017, pp. 15–18 (in Russian).Кислицин, А. Н. Исследование процесса жидкофазного инициированного окисления сульфатного α-пинена кислородом воздуха. Сообщ. 2 / А. Н. Кислицин, А. Н. Каблукова, А. Н. Трофимов // Химия растительного сырья. – 2003. – №4. – С. 31–36.Kislitsin A. N., Kablukova A. N., Trofmov A. N. Investigation of the process of liquid-phase initiated oxidation of sulfate α-pinene by air oxygen. Msg. 2. Khimija Rastitel’nogo Syr’ ja [Chemistry of plant raw materials], 2003, no. 4, pp. 31–36 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.